Zitat:

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Das hieße, dass die Kraft ursprünglich an der - in Flugrichtung - vorderen Wand ansetzt.

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Das stimmt eben nur für das Ballon-Bild, aber die Realität heisst eben "Düse und Gasgleichungen". Also kann man sagen, dass die Brennkammer die Hauptlast (ringsum) in Form von Druck trägt. Für weitere Untersuchungen müsste man fluiddynamisch untersuchen, allgemein gültige Aussagen gibt es nicht.
In der von Dir angesprochenen "Glocke" wird der Druck bis auf Umgebungsdruck abgebaut, darum der sich erweiternde Querschnitt. Dabei wird das Gas weiter beschleunigt.

Kurzum: Es ist komplex...

Gruss

Jürg

Hi,

last mich auch mitwirken die Menschheit zu verwirren, den die gleiche Frage hatte ich auch mal gehabt vor ein paar Monaten.
Nimmt man das Ballonprinzip zur Hilfem hat man ja zwei unterschiedlich große Flächen auf denen der gleiche Druck ausgeübt wird. Da eine größer ist, ist die Resultierende Kraft auf diese Fläche größer und das System wird in diese Richtung beschleunigt. Nimmt man Brennkammerdruck und Flächendifferenz, so stellt sich fest, das der entstehende Schub viel kleiner ist als der tatsächlich wirkende.
Nehmen wir Hendriks Modell wo die Kraft im Düsenkegel entsteht, muss man sich jetzt Fragen, was beschleunigt dort das Teilchen. Sehen wir uns die Gegend aus der Sicht des Teilchens an, s haben wir auf der einen Seite einen höheren Druck als auf der anderen Seite. Weil wir Platz benötigen, wandern wir in die Richtung des niedrigeren Druckes und werden dabei immer schneller, weil sich kein Gleichgewicht einstellen wird.
Je weiter wir nach außen kommen desto mehr gleicht sich der Druck der Umgebung an, bis die Düse zu ende ist, und der Druck im Kegel = dem Druck der Umgebung entspricht. Jetzt hört das Teilchen auf zu beschleunigen, weil kein Druckunterschied mehr da ist.
Da so eine Betrachtung doch recht schwierig ist, hat man durch Experimente Näherungsgleichungen ermittelt, die das System als ganzes berechenbar machen, ohne zu wissen was da im Detail abgeht. Wichtig ist, das die Düsenlänge die Beschleunigungsstrecke ist. Der Querschnitt spielt hier keine Rolle sondern nur der Massefluß durch die Düse selber.
Nehmen wir an das der Druck linear abfällt, so herschen auf der gesamten Beschleunigungsstrecke die gleichen Kräfte. Das bedeutet, das der letzte Ring des Kegel eigentlich keine Kraft mehr aufnehmen muss. Jeder Abschnitt davor muss die Kräfte der Ringe danach und seine eigenen Kräfte aufnehmen. Die Belastung steigt Richtung Düsenhals an. Hinzu kommt noch das die Wuerschnittsfläche der Kegelwand mit abnehmenden Durchmesser auch immer kleiner wird und dies die Belastung ebenfalls ansteigen läst. Das ganze kann nur mit mehr Wandstärke kompensiert werden.
Es zeigt sich also, das die größten Spannungen im Düsenhals wirken. Da die Brennkammer einen größeren Querschnitt hat, sind die Spannungen hier kleiner.
Möchte man eine präzise Kraftübertragung von Motor zu Rakete haben, würde ich den Schubspant also am Düsenhals anbringen. Dann muss die Brennkammer nur die Kräfte des Abbrandes und der Beschleunigung beim Start übernehmen. Die Kraft die vom Raketenkörper ausgeübt wird, fällt weg. Der Motor kann sich also beliebig unter Last verformen ohne das sich der Schubvektor großartig ändert.
Es wäre hier mal interesant zu überlegem, ob ein Motor wenn er Stirnseitig angebracht wird, evtl. knicken kann.

Gruß

Neil

Es ist doch ein Meister vom Himmel gefallen.